论再电离后重子的本动动量

已知电离重子的本动运动会通过动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应（kSZ）在 CMB 中引入温度各向异性。在本工作中，我们给出了再电离期间及之后宇宙中所有重子的 kSZ 动量所引入的温度各向异性的角功率谱全天计算结果。为了研究尚未探测到的缺失重子的体流，我们分别讨论了 IGM 中所有重子的贡献与位于星系团和星系群等塌缩结构中的重子的贡献。在第一种情况下，我们的方法提供了宇宙学微扰理论二阶下的 kSZ 完整全天计算（也称为 Ostriker-Vishniac 效应，OV）。OV 的大部分功率产生于再电离期间，尽管它在低红移处有一个不可忽略的尾部，此时晕（星系团+星系群）群体的 kSZ 本动动量主体才出现。如果晕外气体如理论预测那样与星系团共动，那么缺失重子体流的特征应该可以通过未来 CMB 数据集与星系团中 kSZ 估计值的互相关分析来恢复。对于 ACT 或 SPT 类型的 CMB 实验，所有质量高于 $2\times 10^{14} h^{-1}M_{\odot}$ 的星系团的全天 kSZ 估计值应能以约 10 的信噪比（S/N）探测到暗流（对于 2000 - 10000 平方度，S/N 约为 2.5-5）。利用大尺度结构巡天数据改进 kSZ 估计值，应能使体流的理论预测与观测进行更深入的对比。未来 CMB 与光学数据的结合将有助于阐明附近尚未探测到的弥漫重子的暗流。